濟鋼球團使用鈉基膨潤土工業試驗

賀建峰

（濟南鋼鐵股份有限公司技術中心，山東濟南250101）

濟鋼球團使用鈉基膨潤土工業試驗

賀建峰

（濟南鋼鐵股份有限公司技術中心，山東濟南250101）

為降低黏結劑用量、提高球團礦品位，濟鋼在球團豎爐進行了鈉基膨潤土替代2/3普通膨潤土生產球團礦的工業試驗。在生產穩定狀態下，鈉基土替代普通膨潤土的替代比大約1.37倍，結果表明，球團礦品位提高0.37百分點，二氧化硅降低0.36百分點，球團礦強度、還原度指標基本不受影響，但豎爐產量約降低2%，返粉、除塵粉約升高15%，膨脹指數升高5.32百分點。按替代比1.37倍計算，使用鈉基土年效益可達675.7萬元。

球團；鈉基膨潤土；鈣基膨潤土；豎爐；工業試驗

1 前言

為降低生產球團礦所用黏結劑的使用比例，提高球團礦品位，2003年濟鋼就開始在球團豎爐生產中進行多種黏結劑造球技術研究和試驗，試驗的黏結劑有荷蘭恩卡佩利多、澳大利亞納爾科及國內KLP等，這些黏結劑有機成分占50%以上，球團添加使用后混合料成球性能明顯改善，但生球團熱性能變差，生產中一直未能推廣應用。2005年濟鋼開始進行人工鈉化膨潤土（簡稱鈉基土）造球技術研究，在實驗室進行大量對比試驗，在取得較好效果的情況下，2008年4～7月進行了鈉基土造球工業試驗。

2 工業試驗工藝及設備情況

濟鋼球團廠有4座球團豎爐（8+10+14×2），上料系統共用1條配料線，其中黏結劑配料倉2個。鈉基土試驗期間，鈉基土倉采用袋裝上料，普通膨潤土倉采用罐車上料。原料處理有4臺潤磨機，開三備一，潤磨率40%～50%；原料烘干機3臺，脫水率0.7百分點；1#、2#爐采用4.2 m×12 m造球盤，3#、4#爐分別采用7.5 m×2 m、10 m×4 m造球盤。4座豎爐均采用體積比為4∶1的高爐轉爐混合煤氣焙燒球團礦。

3 工業試驗用球團原料

3.1 原料成分及粒度組成

濟鋼球團生產所用鐵礦粉主要為智利精粉、巴西赤鐵礦精粉（MBR）、俄羅斯精粉及國內鋼城、魯中鐵礦精粉，黏結劑使用濰坊地區普通膨潤土（簡稱普通土）及鈉基土，其膨脹容分別為8.5、12.0 mL/g；吸藍量分別為34、38 g/100 g。鐵礦粉及黏結劑的主要物化性能指標見表1、表2。

表1 試驗用原料的化學成分%

表2 試驗用原料的粒度組成%

3.2 原料配比

為對比不同原料狀態下的黏結劑性能，保證試驗結果的可比性，工業試驗分2個基準期和3個試驗期：基準期1，2008年4月5～14日；基準期2，6月5～23日；試驗期1，4月15～5月2日；試驗期2，5月28日～6月4日；試驗期3，6月24日～7月7日。

原料預配比見表3。

表3 鈉基土工業試驗各階段原料結構kg/t

4 試驗結果及分析

4.1 鈉基土實際配比及替代比

球團礦產量及黏結劑實際消耗情況見表4。表4中數據是扣除了停機時間等外因素后計算的日平均產量，黏結劑使用量是按照實際消耗折算成的噸礦消耗，替代比為同基準期相比普通膨潤土減少量與鈉基土使用量的比值。

表4 球團產量及黏結劑實際消耗情況

由表4可知：1）同2個基準期相比，3次試驗平均替代比為1.37倍。2）替代比變化的大致趨勢為：鈉基土使用比例越大替代比越低。

4.2 鈉基土對造球的影響

同基準期相比，鈉基土試驗對造球的影響情況見表5。由表5可知：同基準期相比，生球抗壓合格率平均降低0.3%、落下合格率降低2.28%、粒度合格率降低1.15%，生球水分升高0.02%。

4.3 鈉基土對生產指標的影響

鈉基土試驗對產量及相關指標的影響見表6。

表5 與基準期2比較鈉基土對造球的影響

表6 鈉基土試驗對產量及相關指標的影響

由表6知：2次試驗平均配加鈉基土21.42 kg/t，降低普通膨潤土用量27.05 kg/t，黏結劑總量減少5.63 kg/t；試驗期間平均降低產量180.13 t/d（相當于減產2%），返粉降低3.36 kg/t，除塵粉降低0.2 kg/t，球團礦燒成率降低0.3%。

4.3.1 鈉基土對豎爐爐況的影響

鈉基土試驗對豎爐及相關指標的影響見表7。根據表7計算：鈉基土試驗期間，4座豎爐燃燒室壓力平均升高0.39 kPa，冷卻風量降低1 065 m3/h，焙燒溫度平均降低0.1℃。表明爐況比基準期略有變差。

4.3.2 鈉基土對球團礦冶金性能的影響

鈉基土對球團礦物化性能的影響見表8、表9。

由表8可知：1）第2次和第3次鈉基土試驗原料結構相對穩定，品位平均提高0.23百分點、二氧化硅平均降低0.33百分點。2）3次試驗累計品位平均升高0.37百分點，二氧化硅平均降低0.36百分點。

由表9可知：鈉基土工業試驗對球團礦強度指標基本沒有影響，轉鼓強度、抗壓強度分別降低0.04%、0.6 N/個，低溫粉化提高1.99%，篩分指數（＜5 mm粒度）降低0.03%。冶金性能方面：還原度平均降3.68百分點（降5%），膨脹指數平均升高5.32百分點（升60%）。

工業試驗過程中，遵循的原則是保持豎爐生產的穩定，即通過調整黏結劑配加比例、生球入爐量、豎爐操作（爐溫、風量）參數來減少對豎爐生產的影響。因此，整個工業試驗過程中爐況（燃燒室壓力、風溫、風量）基本穩定，雖然黏結劑切換過程中出現過幾次波動，曾造成豎爐壓力升高、風量降低，但通過調整也都逐步穩定下來，沒有對豎爐造成太大影響。分析認為，爐況的某些變化與試驗過程中原料波動及結構變化有一定關系，豎爐所表現的具有過程波動的因素影響，通過幾期工業試驗，球團豎爐使用鈉基土生產球團礦，同使用普通膨潤土基本一樣，對豎爐爐況順行影響較小。

表7 鈉基土試驗對豎爐爐況及相關指標的影響

表8 鈉基土試驗對球團礦成分的影響

表9 鈉基土試驗對球團礦冶金性能的影響

5 經濟效益分析

按照3次試驗鈉基土實際平均替代比1.37倍（即基準期配加普通膨潤土34.9 kg/t，3次試驗平均配加鈉基土18.6 kg/t，配加普通膨潤土9.86 kg/t）、試驗期間平均降低產量171.87 t/d（降低2.0%）、返粉增加4.95 kg/t、除塵粉增加1.32 kg/t、球團礦燒成率降低0.52%，分析計算經濟效益如下。

濟鋼年產球團礦290萬t，生鐵800萬t，綜合焦比0.55 kg/t，節約焦炭按市場價格1 500元/t，增鐵效益300元/t，石灰200元/t，燒結、球團加工費80元/t。

1）按配料計算原料成本和品位提高的綜合效益。3次試驗累計品位平均升高0.37百分點，二氧化硅平均降低0.36百分點。球團品位提高增鐵效益607.36萬元，球團品位提高節焦效益1 113.49萬元，球團SiO2降低爐料少用石灰效益409.96萬元，折球團礦效益7.35元/t。

配料計算試驗期比基準期球團礦品位升高0.36%、二氧化硅降低0.39%，與試驗結果基本吻合。試驗期的原料計算費用升高3.02元/t，因此，替代比1.37倍綜合效益為1 255.7萬元。

2）減產的負效益。僅按2%考慮減產的負效益，球團礦利潤按100元/t計算，減產損失580萬元。

按照試驗結果替代比1.37倍計算，使用鈉基土合計效益為每年675.7萬元。

6 結論

6.1 鈉基土的黏結性能好于普通膨潤土，球團豎爐使用鈉基土生產球團礦，爐況比基準期略有變差，但并不影響豎爐順行，球團豎爐使用鈉基土工藝上是可行的。

6.2 本次試驗豎爐所表現的狀態具有過程波動的因素影響。球團豎爐使用占全部黏結劑比例2/3的鈉基土生產球團礦，在生產穩定狀態下，校驗后實際替代比大約1.37倍。

6.3 不同的原料配比結構、以及不同的鈉基土使用比例，替代普通膨潤土的替代比是不同的，黏結劑單耗所對應的替代比大致趨勢為：鈉基土使用比例越大替代比越低。煉鋼污泥使用的多少，對黏結劑用量影響較大。

6.4 球團豎爐使用占全部黏結劑比例2/3的鈉基土生產球團礦，生球質量略有降低，產量約降低2%，返粉、除塵粉約升高15%，球團礦強度、還原度指標基本不受影響，膨脹指數變差。

6.5 球團豎爐使用鈉基土生產球團礦，能夠提高球團礦品位，具有明顯經濟效益。

Industrial Test of Using Western Bentonite in Pellets in Jinan Steel

HE Jian-feng
（The Technology Center of Jinan Iron and Steel Co.,Ltd.,Jinan 250101,China）

In order to reduce the amount of bonding agent and to improve the pellet grade,Jinan Steel made industrial tests of producing the pellet by western bentonite instead of 2/3 common bentonite.In the production of a stable state,the substituted ratio of the bentonite was about 1.37 times.The test results showed that the pellet grade was increased by 0.37 percentage points,the content of silicon dioxide was reduced by 0.36 percentage points,the intensity and reducibility index were not affected basically,but the output of the shaft furnace was decreased by 2%,the return fines and dedusting powder were increased about 15%and the expansion index was increased by 5.32 percentage points.Calculating by substituted ratio 1.37 times shows that the benefits of using the western bentonite per year will reach 6.757 million Yuan.

pellet;western bentonite;calcium bentonite;shaft furnace;industrial test

TF046.6

A

1004-4620（2010）01-0044-03

2009-05-21

賀建峰，男，1962年生，1984年畢業于包頭鋼鐵學院鋼鐵冶金專業。現為濟鋼技術中心高級工程師，從事煉鐵技術工作。